KR101295418B1 - Projection exposure method, projection exposure apparatus, laser radiation source and bandwidth narrowing module for a laser radiation source - Google Patents

Projection exposure method, projection exposure apparatus, laser radiation source and bandwidth narrowing module for a laser radiation source Download PDF

Info

Publication number
KR101295418B1
KR101295418B1 KR1020117021535A KR20117021535A KR101295418B1 KR 101295418 B1 KR101295418 B1 KR 101295418B1 KR 1020117021535 A KR1020117021535 A KR 1020117021535A KR 20117021535 A KR20117021535 A KR 20117021535A KR 101295418 B1 KR101295418 B1 KR 101295418B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser radiation
intensity distribution
spectral intensity
true
laser
Prior art date
Application number
KR1020117021535A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110126705A (en
Inventor
미카엘 파트라
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하 filed Critical 칼 짜이스 에스엠티 게엠베하
Publication of KR20110126705A publication Critical patent/KR20110126705A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101295418B1 publication Critical patent/KR101295418B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70583Speckle reduction, e.g. coherence control or amplitude/wavefront splitting
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/48Laser speckle optics
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70025Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70041Production of exposure light, i.e. light sources by pulsed sources, e.g. multiplexing, pulse duration, interval control or intensity control
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70575Wavelength control, e.g. control of bandwidth, multiple wavelength, selection of wavelength or matching of optical components to wavelength
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/22Gases
    • H01S3/223Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
    • H01S3/225Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08004Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
    • H01S3/08009Construction or shape of optical resonators or components thereof incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection using a diffraction grating

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

적어도 하나의 이미지의 패턴의 마스크가 투영 대물렌즈의 오브젝트 면의 영역에 배열되어 있는 투영 대물렌즈의 이미지 면의 영역에 배열된 방사-감응기판의 노광을 위한 투영 노광 방법에 있어서, 각주파수 ω에 따른 스펙트럼 강도 분포 I(ω)를 갖는 레이저 방사가 사용된다. 레이저 방사는,

Figure 112011071786173-pct00039
에 따른 수차 파라미터 α 및
Figure 112011071786173-pct00040
에 따른 코히어런스 시간 τ를 특징으로 한다. 레이저 방사는 마스크에 지향되는 조명 방사를 생성하기 위해 조명계내로 도입되고, 패턴이 투영 대물렌즈의 조력으로 기판상으로 이미징(imaging)된다. 상기 스펙트럼 강도 분포는, 선 형상 파라미터 ατ2에 대해서, 조건 ατ2 ≤ 0.3이 참이도록 설정된다. 결과적으로, 이미지 생성에 대한 시간적으로 변화하는 얼룩의 영향이 일반적인 방법에 비해, 이미지 생성에 대한 색수차의 영향을 동시에 증가시키지 않고, 감소될 수 있다.A projection exposure method for exposure of a radiation-sensitive substrate in which a mask of a pattern of at least one image is arranged in an area of an object plane of a projection objective lens, the projection exposure method comprising: Laser radiation with a spectral intensity distribution I (ω) is used. Laser radiation,
Figure 112011071786173-pct00039
Aberration parameters α and
Figure 112011071786173-pct00040
It is characterized by the coherence time τ according to. Laser radiation is introduced into the illumination system to produce illumination radiation directed at the mask and the pattern is imaged onto the substrate with the aid of the projection objective. The spectral intensity distribution is set so that the condition ατ 2 ≦ 0.3 is true for the linear parameter ατ 2 . As a result, the effect of temporally varying blobs on image generation can be reduced, without simultaneously increasing the effect of chromatic aberration on image generation, compared to the conventional method.

Figure R1020117021535
Figure R1020117021535

Description

투영 노광 방법, 투영 노광 장치, 레이저 방사원 및 레이저 방사원용 대역폭 협소화 모듈 {PROJECTION EXPOSURE METHOD, PROJECTION EXPOSURE APPARATUS, LASER RADIATION SOURCE AND BANDWIDTH NARROWING MODULE FOR A LASER RADIATION SOURCE}PROJECTION EXPOSURE METHOD, PROJECTION EXPOSURE APPARATUS, LASER RADIATION SOURCE AND BANDWIDTH NARROWING MODULE FOR A LASER RADIATION SOURCE}

본 발명은, 적어도 하나의 이미지의 패턴의 마스크가 투영 대물렌즈의 오브젝트 면(object surface)의 영역에 배열되어 있는 상기 투영 대물렌즈의 이미지 면의 영역에 배열되어 있는 방사-감응 기판(radiation-sensitive substrate)의 노광을 위한 투영 노광 방법, 이 방법을 수행하기에 적절한 투영 노광 장치, 그리고 또한 레이저 방사원 및 레이저 방사원(laser radiation source)용 대역폭 협소화 모듈(bandwidth narrowing module)에 관한 것이다.The invention relates to a radiation-sensitive substrate in which a mask of a pattern of at least one image is arranged in an area of the image surface of the projection objective lens arranged in an area of the object surface of the projection objective lens. A projection exposure method for exposing a substrate, a projection exposure apparatus suitable for performing the method, and also a bandwidth narrowing module for a laser radiation source and a laser radiation source.

오늘날, 마이크로리소그래피 투영 노광 방법이, 반도체 부품 및 다른 미세 구조의 디바이스를 제조하기 위해 대개 사용되고 있다. 이러한 경우에 있어서, 이미징될 구조의 패턴, 예컨대 반도체 부품의 층의 선 패턴을 지닌 마스크(레티클(reticle))가 사용된다. 마스크는, 투영 대물렌즈의 오브젝트 면의 영역에 있어서 투영 대물렌즈와 조명계의 사이에서 투영 노광 장치내에 위치되고 조명계에 의해 제공되는 조명 방사로 조명되어 진다. 마스크에 의해 변화된 방사 및 패턴이, 일반적으로 방사-감응 층(포토레지스트(photoresist))을 지니는, 노광될 기판상으로 마스크의 패턴을 이미징하는, 투영 대물렌즈를 투영 방사로서 통과한다.Today, microlithographic projection exposure methods are commonly used to fabricate semiconductor components and other microstructured devices. In this case, a mask (reticle) with a pattern of the structure to be imaged, such as a line pattern of a layer of a semiconductor component, is used. The mask is illuminated in the illumination radiation provided by the illumination system and positioned in the projection exposure apparatus between the projection objective lens and the illumination system in the region of the object plane of the projection objective lens. The radiation and pattern changed by the mask pass through the projection objective, which projects the pattern of the mask onto the substrate to be exposed, which generally has a radiation-sensitive layer (photoresist).

깊은 또는 매우 깊은 자외선 영역(DUV 또는 VUV)에서의 고해상도 마이크로리소그래피를 위한 현재의 투영 노광 장치들은 일반적으로 주 광원으로서 레이저를 사용한다. 특히, 대략 248 nm의 동작 파장을 갖는 KrF 엑시머 레이저 또는 대략 193 nm의 동작 파장을 갖는 ArF 엑시머 레이저가 일반적이다. F2 레이저는 157 nm의 동작 파장에 대해 채용되고, Ar2 엑시머 레이저는 126 nm에서 사용될 수 있다. 주 레이저 방사원은, 연결된 조명계에 의해 수신되고 마스크상으로 지향되는 조명 방사를 생성하기 위해 모양이 고쳐진, 레이저 광으로 이루어지는 레이저 빔을 방사한다. 조명 방사의 그리고 투영 방사의 스펙트럼 특성, 즉 파장 λ 또는 각주파수 ω에 좌우되는 그것들의 특성은 이러한 경우에 있어서 주 레이저 방사의 스펙트럼 특성에 의해 실질적으로 결정된다.Current projection exposure apparatuses for high resolution microlithography in deep or very deep ultraviolet regions (DUV or VUV) generally use lasers as the main light source. In particular, KrF excimer lasers with an operating wavelength of approximately 248 nm or ArF excimer lasers with an operating wavelength of approximately 193 nm are common. An F 2 laser is employed for an operating wavelength of 157 nm and an Ar 2 excimer laser can be used at 126 nm. The main laser radiation source emits a laser beam consisting of laser light that has been reshaped to produce illumination radiation received by the connected illumination system and directed onto the mask. The spectral characteristics of the illumination radiation and of the projection radiation, ie their properties depending on the wavelength λ or the angular frequency ω, are in this case substantially determined by the spectral characteristics of the main laser radiation.

리소그래피 프로세스의 설계에 있어서, 레티클상의 구조의 선폭은, 알려져 있는 것으로 가정되는 조명을 이용하는 투영 대물렌즈의 조력에 의한 이미징 후에, 감광층에 있어서 요구되는 구조의 크기들이 노광되도록, 채택된다. 이러한 경우에 있어서, 기판의 위치와는 독립적으로 포토레지스트에 동일하게 이미징될 마스크의 동일한 구조가 중요하다. 그게 아니라면, 반도체 부품의 경우에 있어서, 속도의 감가 손실 또는 최악의 경우에 있어서는 심지어 기능적 손실이 발생할 수 있다. 반도체 제조에 있어서의 하나의 중요 변수는, 따라서, 프로세스에 의해 초래되는, 그리고 “중요 치수의 변화” 또는 “CD 변화”로도 나타내어지는, 중요 구조의 두께(CD)에 있어서 변화이다. 따라서, 필드에 걸쳐서의 이미징된 동일한 구조의 균일한 폭, 소위 CD 균일성은, 리소그래피 프로세스의 필수적 품질 기준을 구성한다.In the design of the lithographic process, the line width of the structure on the reticle is adapted such that after imaging by the assistance of the projection objective lens using illumination assumed to be known, the sizes of the required structure in the photosensitive layer are exposed. In this case, the same structure of the mask to be imaged identically in the photoresist, independent of the position of the substrate, is important. Otherwise, in the case of semiconductor components, there may be a loss of speed or, in the worst case, even a functional loss. One important variable in semiconductor manufacturing is therefore the change in the thickness (CD) of the critical structure, which is brought about by the process and also referred to as the "critical change of dimension" or "CD change". Thus, the uniform width, so-called CD uniformity, of the same structure imaged over the field constitutes an essential quality criterion of the lithographic process.

포토레지스트에 있어서의 구조의 폭에 대한 결정 인자는 그곳에 퇴적되는 방사 에너지이다. 포토레지스트가 방사 에너지의 특정 퇴적량 이상으로 노광되고, 그 양 미만으로 노광되지 않는 관례적 근사가 가정된다. 방사 에너지의 양에 대한 제한치는 또한, “레지스트 역치(resist threshold)”로서 나타내어진다. 이러한 경우에 중요한 것은, 기판상의 위치에서의 총 노광 시간 동안에 통합되는 방사 강도이다. 포토레지스트의 특정 위치에 퇴적되는 방사 에너지의 크기는, 다수의 영향 변수, 그 중에서도 광학 수차, 특히 색수차에, 노광 방사의 편광 상태에, 그리고 또한 미광(stray light) 및 이중 반사에 좌우된다. 주 광원으로서 레이저가 사용되면, 적어도 부분적으로 코히어런트(coherent) 방사를 이용할 때 자기-간섭의 결과로서 일어날 수 있는 소위 얼룩(speckle)의 영향이 CD 변화로 인한 추가적인 퍼텐셜(potential)로서 더해질 수 있다. 소위 시간적으로 변화하는 얼룩(동적 얼룩, 시간적 얼룩)이 여기서 주로 중요한 것이고, 이것은, 레이저 펄스의 지속 시간보다 훨씬 더 짧지 않은 코히어런스 시간(coherence time)을 갖는 광원을 사용한다는 사실로부터 초래되는 시간적인 강도의 변동에 의해 유발된다. 대조적으로, 일반적인 코히어런트 광원의 코히어런스 시간은 시간적으로 변화하는 얼룩이 그 경우에 있어서 문제가 되지 않을 정도로 짧다.The determining factor for the width of the structure in the photoresist is the radiant energy deposited there. Customary approximations are assumed in which the photoresist is exposed above a certain deposition amount of radiant energy, and not below that amount. Limits on the amount of radiant energy are also expressed as “resist thresholds”. What is important in this case is the radiation intensity which is incorporated during the total exposure time at the location on the substrate. The magnitude of the radiant energy deposited at a particular location of the photoresist depends on a number of influence variables, inter alia, optical aberration, in particular chromatic aberration, the polarization state of exposure radiation, and also stray light and double reflection. If a laser is used as the main light source, the so-called effect of speckle, which can occur as a result of self-interference when at least partially using coherent radiation, can be added as an additional potential due to CD changes. have. So-called temporally varying stains (dynamic stains, temporal stains) are of primary importance here, which is the time resulting from the use of a light source with a coherence time that is not much shorter than the duration of the laser pulse. Caused by fluctuations in intensity. In contrast, the coherence time of a typical coherent light source is so short that spots that change in time do not matter in that case.

마이크로리소그래피 투영 노광 장치용으로 적절한 레이저 방사원을 선택할 때, 많은 영향 파라미터들을 고려해야 한다. 특히, 큰 이미지 필드를 가진 고해상도 투영 대물렌즈의 경우에는, 색수차가 매우 복잡하다. 투영 대물렌즈가 완전하게 색채적으로 교정되지 않는 경우에는, 상이한 파장을 갖는 방사가 각각의 파장에 대해서 투영 대물렌즈의 이미지 필드내에 상이한 초점 위치를 만든다. 결과적인 단점을 회피하기 위해서, 일반적으로, 매우 협소한 대역의 방사원을 이용하려고 노력한다. 일반적인 엑시머 레이저는 따라서, 수백 pm의 레이저의 고유의 방출 스펙트럼(emission spectrum)을 10의 수 제곱만큼 협소화시키는, 예컨대, 1 pm보다 더 적은 대역폭으로 협소화시키는 대역폭 협소화 모듈을 포함한다. 큰 대역폭은 따라서 색수차에 관하여 단점이 있다. 대조적으로, 얼룩으로서 나타내어지는 소망되지 않은 간섭 현상이 광의 시간적 코히어런스에 기인하기 때문에, 큰 대역폭은 오히려 동적인 얼룩의 나타남에 관하여 유리하다. 광이 더 적은 코히어런트이기 때문에, 보다 상이한 파장들이 레이저 방사에 포함되고, 큰 대역폭이 얼룩을 회피하는 것에 관하여 유리하다.Many influence parameters must be taken into account when selecting an appropriate laser radiation source for a microlithographic projection exposure apparatus. In particular, in the case of a high resolution projection objective having a large image field, chromatic aberration is very complicated. If the projection objective is not completely chromaticly corrected, radiation with different wavelengths creates different focal positions in the image field of the projection objective for each wavelength. In order to avoid the resulting disadvantages, one generally tries to use a very narrow band of radiation sources. A typical excimer laser thus includes a bandwidth narrowing module that narrows the inherent emission spectrum of the hundreds of pms lasers by tens of squares, eg, with a bandwidth less than 1 pm. Large bandwidths are therefore disadvantageous in terms of chromatic aberration. In contrast, large bandwidths are advantageous with regard to the appearance of dynamic blobs, since the undesired interference phenomena represented as blobs are due to the temporal coherence of the light. Since light is less coherent, more different wavelengths are included in the laser radiation, and a large bandwidth is advantageous with regard to avoiding spotting.

따라서, 적절한 대역폭의 선택은 항상, 한 편으로 적은 색수차에 대한 요구들과 다른 편으로 더 적은 얼룩 사이에서 절충한다. 최적의 대역폭의 설정은, 예컨대, 투영 대물렌즈의 색채적 교정에 대해서, 가용한 데이터에 기초하여 각각의 투영 노광 장치를 설계할 때 결정되어야 하는 기술적인 문제이다.Thus, the selection of the appropriate bandwidth always compromises between the demands for less chromatic aberration on one side and less speckle on the other. Setting the optimum bandwidth is a technical problem that must be determined when designing each projection exposure apparatus based on available data, for example for chromatic correction of the projection objective lens.

특허 출원 US 2006/0146310 A1 및 US 2008/0225921 A1은 각각의 경우에 있어서, 사용되는 레이저 방사원의 스펙트럼 강도 분포가 설정되거나 변화될 수 있는 투영 노광 방법 및 투영 노광 장치를 개시한다.Patent applications US 2006/0146310 A1 and US 2008/0225921 A1 disclose in each case a projection exposure method and a projection exposure apparatus in which the spectral intensity distribution of the laser radiation source used can be set or changed.

본 발명의 목적은, 이미지 생성에 대한 색수차의 영향을 동시에 증가시키지 않고, 종래의 시스템 및 방법과 비교하여 이미지 생성에 대한 시간적으로 변화하는 얼룩의 영향을 감소시키도록 설계되고, 주 광원으로서 레이저와 더불어 동작하는, 투영 노광 방법 및 상기 방법을 실행하기 위해 설계된 투영 노광 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은, 투영 노광 방법을 실행하기 위해 적절한 레이저 방사원 및 또한 레이저 방사원용 대역폭 협소화 모듈을 제공하기 위한 것이다.The object of the present invention is designed to reduce the influence of temporally varying blobs on image generation in comparison with conventional systems and methods, without simultaneously increasing the effect of chromatic aberration on image generation, and with laser as the main light source. It is to provide a projection exposure method and a projection exposure apparatus designed to carry out the method, which operate in conjunction. It is also an object of the present invention to provide an appropriate laser radiation source and also a bandwidth narrowing module for a laser radiation source for carrying out the projection exposure method.

이러한 목적은, 청구항 1의 피쳐(feature)들을 포함하는 투영 노광 방법에 의해, 청구항 6의 피쳐들을 포함하는 투영 노광 장치에 의해, 그리고 또한 청구항 11의 피쳐들을 포함하는 레이저 방사원 및 청구항 14의 피쳐들을 포함하는 대역폭 협소화 모듈에 의해서 달성된다. 유리한 발전이 종속 청구항들에 상술되어 있다. 모든 청구항들의 표현은 상세한 설명의 내용에 참조로 통합되어 있다.This object is achieved by a projection exposure method comprising the features of claim 1, by a projection exposure apparatus comprising the features of claim 6, and also by a laser radiation source comprising the features of claim 11 and the features of claim 14. A bandwidth narrowing module is included. Advantageous developments are detailed in the dependent claims. Representation of all claims is incorporated by reference in the context of the detailed description.

레이저 선의 스펙트럼 형상의 적절한 설정을 통해, 즉, 주 레이저 방사원에 의해 방출되는 레이저 방사의 스펙트럼 강도 분포의 설정을 통해, 색수차에 대한 레이저 방사원의 영향과 동적 얼룩의 나타남에 대한 레이저 방사원의 영향 사이의 균형에, 표적화된 방식으로, 영향을 미칠 수 있는 것이 인식되었다.Through the proper setting of the spectral shape of the laser line, i.e. through the setting of the spectral intensity distribution of the laser radiation emitted by the main laser radiation source, the effect of the laser radiation source on the chromatic aberration and the influence of the laser radiation source on the appearance of dynamic speckles It has been recognized that it may affect the balance, in a targeted manner.

레이저 선의 적절한 스펙트럼 형상의 설정은 리소그래피 장치 및 프로세스의 설계에 있어서 지금까지 고려되지 않았던 자유도를 이루어낸다.Setting the appropriate spectral shape of the laser line results in degrees of freedom that have not been considered so far in the design of lithographic apparatus and processes.

사용되는 레이저 선의 스펙트럼 강도 분포는 리소그래피 프로세스에 대한 2개의 정반대의 영향을 갖는다: 넓은 레이저 선은 색수차를 증가시키고, 좁은 레이저 선은 긴 코히어런스 시간을 초래하여 심각한 동적 얼룩을 초래할 수 있다. 지금까지는, 실질적으로 색수차만이 레이저 로드맵(roadmap)에 있어서의 드라이버(driver)였다. 따라서, 가장 협소한 가능성 있는 대역폭을 갖는 레이저 방사원을 개발하는데 상당한 노력이 있어왔다. 허용가능하게 낮은 CD 변화만을 가진 원래의 진정한 리딩(reading)을 달성하기 위해, 동적 얼룩이 또한 현저히 감소되어야 하고, 그리하여 양쪽의 영향들이 고려되어야 한다는 것이 인식되었다.The spectral intensity distribution of the laser lines used has two opposite effects on the lithography process: wide laser lines increase chromatic aberration, and narrow laser lines can lead to long coherence times resulting in severe dynamic staining. Until now, substantially only chromatic aberration has been a driver in laser roadmaps. Therefore, considerable efforts have been made to develop laser radiation sources with the narrowest possible bandwidth. In order to achieve the original true reading with only an acceptable low CD change, it was recognized that the dynamic staining should also be significantly reduced, so that both effects should be considered.

앞서 나타내어진 바와 같은 본 발명의 계통적 서술은, 프로세스에 있어서 색수차를 악화시키지 않고, 레이저 선의 스펙트럼 형상을 적합시키는 것에 의해 동적 얼룩이 최소화될 수 있는 방식을 기술한다. 이것은 다음과 같이 이해될 수 있다.The systematic description of the present invention as shown above describes how dynamic spots can be minimized by fitting the spectral shape of the laser line without aggravating chromatic aberration in the process. This can be understood as follows.

I(ω)를 레이저 선의 스펙트럼 형상으로 둔다. 더 간단한 기호법 때문에, 각주파수 ω는 이하에서 파장 λ 대신에 사용된다. 광의 속도 c0를 가진

Figure 112011071786173-pct00001
에 기초하여, 모든 관련된 상황에 대해서 여기서 dλ 및 dω는 비례적임으로써(
Figure 112011071786173-pct00002
), 각주파수 및 파장이 완전히 동등한 기호법이다. 또한, 이하에서는, 레이저 선이 각주파수 ω=0에서 그 중심을 갖는 것으로 가정되며, 그게 아니라면, 후술되는 방정식 (1)과 그 다음에 있어서 (ω-ω0)2는 ω2를 대신하여 매회 기입되어야 할 것이다.Let I (ω) be the spectral shape of the laser line. Because of the simpler notation, the angular frequency ω is used instead of the wavelength λ below. Speed of light with c 0
Figure 112011071786173-pct00001
Based on, where for all relevant situations dλ and dω are proportional (
Figure 112011071786173-pct00002
), Each frequency and wavelength are completely equivalent notation. In addition, in the following, it is assumed that the laser line has its center at the angular frequency ω = 0, and if not, the equation (1) described below and then (ω-ω 0 ) 2 each time replaces ω 2 . It will have to be filled out.

색수차(또는 리소그래피 프로세스에 대한 그것의 영향)는 스펙트럼 분포의 제2 모멘트(moment)에 비례한다, 즉Chromatic aberration (or its effect on the lithographic process) is proportional to the second moment of the spectral distribution, ie

Figure 112011071786173-pct00003
Figure 112011071786173-pct00003

대조적으로, 동적 얼룩은 시간적인 자기상관(autocorrelation) μ(Δt)에 의해 결정된다. 코히어런스 시간 τ는In contrast, dynamic staining is determined by temporal autocorrelation μ (Δt). Coherence time τ

Figure 112011071786173-pct00004
에 의해
Figure 112011071786173-pct00004
By

산출된다.Is calculated.

동적 얼룩은, 코히어런스 시간 τ이 작으면, 레이저 펄스내에서의 보다 정적인 독립적인 방사 분포들에 걸친 평균화에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 더 미약해지게 된다. 자기 상관은 푸리에 변환(FT)에 의해 표준화된 스펙트럼 강도 분포로부터 계산될 수 있다,Dynamic staining becomes weaker because a small coherence time τ can affect the averaging over more static independent radiation distributions in the laser pulse. Autocorrelation can be calculated from the spectral intensity distribution normalized by Fourier transform (FT),

Figure 112011071786173-pct00005
Figure 112011071786173-pct00005

알려져 있듯이, 푸리에 변환은 L2 놈(norm)을 유지하며, 방정식 (2)는As is known, the Fourier transform maintains the L 2 norm, and equation (2)

Figure 112011071786173-pct00006
에 등가이다.
Figure 112011071786173-pct00006
Is equivalent to

리소그래피 프로세스에 대해서, 따라서, 방정식 (1) 및 방정식 (4)가 가능한 적은 스펙트럼 선 형상 I(ω)가 사용되는 경우에 최적이다. 단위 참작으로부터, 무차원 곱 ατ2는 관련 변수라는 것, 즉, 선 형상은 그것의 곱 ατ2가 작을수록, 리소그래피 프로스세스에 그만큼 더욱더 적합하다는 것이 직접적으로 명백하다. 이러한 곱이 레이저 선의 스펙트럼 형상을 파라미터화하기 때문에, 곱은 또한 이하에서, “선 형상 파라미터” ατ2 또는 간단히 “형상 파라미터” ατ2로서 표시된다.For the lithographic process, therefore, equations (1) and (4) are optimal when as few spectral line shapes I (ω) are used as possible. From the unit consideration, it is directly clear that the dimensionless product ατ 2 is a relevant variable, ie, the smaller its product ατ 2 is, the more suitable it is for the lithographic process. Since this product parameterizes the spectral shape of the laser line, the product is also denoted below as “linear shape parameter” ατ 2 or simply “shape parameter” ατ 2 .

몇몇의 실시예에 있어서, 선 형상 파라미터 ατ2에 대해서, 조건 ατ2 < 0.1이 참이다. 특히, 조건 ατ2 ≤ 0.09 또는 ατ2 ≤ 0.08가 만족될 수 있다.In some embodiments, for the linear parameter ατ 2 , the condition ατ 2 <0.1 is true. In particular, the condition ατ 2 ≦ 0.09 or ατ 2 ≦ 0.08 can be satisfied.

추가적인 배경의 이해를 위해서, 스펙트럼 선의 선 폭 및 프로파일(profile)에 관한 몇몇의 원리가 먼저 언급되어야 한다. 원자계의 2개의 에너지 레벨들간의 천이에 기반하는 전자기 방사의 방출에 있어서, 대응하는 스펙트럼 선들의 주파수는 엄격히 단일 파장은 아니다. 중심 주파수 주위의 방출 강도의 강도의 주파수 분포가 관찰된다. 중심 주파수에서 존재하는 최대 강도의 절반으로 떨어진 강도에서의 이러한 2개의 주파수들 사이의 주파수 간격은 반치전폭(full width at half maximum; “FWHM”)으로 불린다. “대역폭”이라는 용어는 또한 이러한 응용에 있어서의 반치전폭에 대해 사용된다. 일반적으로, 반치전폭내에서의 스펙트럼 영역은 라인 코어(line core)로서 표시되고, 라인 코어의 외측의 양측의 영역들은 라인 윙(line wing)으로서 표시된다.For further understanding of the background, several principles regarding the line width and profile of the spectral lines should be mentioned first. In the emission of electromagnetic radiation based on the transition between two energy levels of the atomic system, the frequency of the corresponding spectral lines is not strictly a single wavelength. The frequency distribution of the intensity of the emission intensity around the center frequency is observed. The frequency spacing between these two frequencies at half the maximum intensity present at the center frequency is called full width at half maximum (“FWHM”). The term "bandwidth" is also used for full width at half maximum in these applications. In general, the spectral region within the full width at half maximum is represented as a line core, and the regions on both sides of the outside of the line core are represented as a line wing.

여기된 원자내 전자는, 전자기 방사(자연 방출)의 형태로 다시금 그 여기 에너지를 방출한다. 자연 방출동안에, 원자는 엄격히 단일 파장적인 방사를 방출하지 않고, 오히려 방출된 방사는 주파수-종속적 내부 분포를 갖는다. 외부 영향 없이, 원자는 로렌츠 프로파일에 의해 기술되는, 소위 “자연적 선 형상”을 가진 방사를 방출한다. 로렌츠 프로파일의 반치전폭은 소위 방출 프로세스의 자연적인 선 폭이다.The excited intraatomic electrons again emit their excitation energy in the form of electromagnetic radiation (natural emission). During spontaneous emission, the atoms do not emit strictly single wavelength radiation, but rather the emitted radiation has a frequency-dependent internal distribution. Without external influences, the atoms emit radiation with a so-called "natural linear shape" described by the Lorentz profile. The full width at half maximum of the Lorentz profile is the natural line width of the so-called emission process.

하지만, 레이저 물리학의 영역에 있어서, 로렌츠 프로파일은 오로지, 선의 중심의 바로 부근, 즉 중심 주파수 주위에서만 유효한 대강적인 근사이다. 레이저 물리학에서 널리 사용되는 현실적인 접근법은, 상이한 레이저 형상들의 비교를 위한 현실적인 기준으로서의 역할을 할 수 있는 수정된 로렌츠 곡선의 것이다. 이것은, 바람직한 예시적인 실시예들의 상세한 설명에서 매우 상세히 설명될 것이다.However, in the area of laser physics, the Lorentz profile is a rough approximation that is valid only near the center of the line, i.e. around the center frequency. A realistic approach widely used in laser physics is that of a modified Lorentz curve which can serve as a realistic criterion for comparison of different laser shapes. This will be explained in great detail in the detailed description of the preferred exemplary embodiments.

수정된 로렌츠 곡선의 경우에 있어서 선 형상 파라미터와 비교하여 선 형상 파라미터 ατ2의 현저한 감소는, 스펙트럼 강도 분포 I(ω)가 폭 σ의 가우스 곡선에 실질적으로 대응할 때, 달성될 수 있으며, 여기서, α = σ2/2 및

Figure 112011071786173-pct00007
는 가우스 곡선의 경우에 있어서 참이다. 스펙트럼 강도 분포 I(ω)는, 가우스 곡선을 측정된 강도 프로파일에 맞추는 것에 있어서, 작은 편차 또는 오차, 예컨대, 10% 미만의 또는 8% 미만의 또는 5% 미만의 또는 2% 미만의 오차만이 발생하는 경우에 특히 가우스 곡선에 실질적으로 대응한다.In the case of the modified Lorentz curve, a significant reduction in the linear parameter ατ 2 compared to the linear shape parameter can be achieved when the spectral intensity distribution I (ω) substantially corresponds to a Gaussian curve of width σ, where α = σ 2/2 and
Figure 112011071786173-pct00007
Is true in the case of a Gaussian curve. The spectral intensity distribution I (ω) is such that only a small deviation or error, such as less than 10% or less than 8% or less than 5% or less than 2% in fitting the Gaussian curve to the measured intensity profile In particular it substantially corresponds to a Gaussian curve.

선 형상 파라미터 ατ2의 추가적인 감소는, 스펙트럼 강도 분포 I(ω)가 포물선 형상을 실질적으로 가질 때, 가능하다. 스펙트럼 강도 분포 I(ω)는, 포물선을 측정된 강도 프로파일에 맞추는 것에 있어서, 작은 편차 또는 오차, 예컨대, 15% 미만의 또는 10% 미만의 또는 8% 미만의 또는 5% 미만의 또는 2% 미만의 오차만이 발생하는 경우에 특히 포물선 형상에 실질적으로 대응한다. 가우스 곡선 또는 수정된 로렌츠 곡선과 비교하여, 포물선 형상의 경우에 있어서, 라인 윙의 영역에서의 더 적은 방사 에너지 및 라인 코어의 영역에서의 대응하여 더 많은 방사 에너지가 또한 있고, 그것은 색수차 및 얼룩에 관한 최적화에 유리한 것으로 입증되었다. 특히, 포물선 강도 프로파일의 측면은 프로파일 I(ω)에 있어서의 변곡점을 갖지 않으며, 그것은, 포물선 프로파일의 경우에 있어서, 상대적으로 대량의 에너지가 라인 코어의 영역에 놓이고 상대적으로 적은 에너지가 라인 윙의 영역에 놓인다는 것을 매우 분명하게 한다.Further reduction of the linearity parameter ατ 2 is possible when the spectral intensity distribution I (ω) has a parabolic shape. The spectral intensity distribution I (ω) is a small deviation or error, such as less than 15% or less than 10% or less than 8% or less than 5% or less than 2%, in fitting the parabola to the measured intensity profile. In the case where only an error of? Occurs, it substantially corresponds to the parabolic shape. Compared to Gaussian curves or modified Lorentz curves, in the case of parabolic shapes there is also less radiation energy in the region of the line wing and correspondingly more radiation energy in the region of the line core, which is responsible for chromatic aberration and blotches. It has proved to be advantageous in terms of optimization. In particular, the side of the parabolic intensity profile does not have an inflection point in profile I (ω), which, in the case of a parabolic profile, causes relatively large amounts of energy to lie in the area of the line core and relatively less energy to the line wing It is very clear that we are in the realm of.

본 발명은 또한, 조건 ατ2 ≤ 0.3이 참인, 레이저 방사를 방출하기 위한 주 레이저 방사원을 포함하는 투영 노광 장치에 관한 것이다.The invention also relates to a projection exposure apparatus comprising a main laser radiation source for emitting laser radiation, wherein condition ατ 2 ≤ 0.3 is true.

본 발명은 또한, 조건 ατ2 ≤ 0.3이 참인, 레이저 방사를 방출하기 위한 레이저 방사원에 관한 것이다.The invention also relates to a laser radiation source for emitting laser radiation wherein the condition ατ 2 ≦ 0.3 is true.

본 발명은 또한 레이저 방사원에 대한 대역폭 협소화 모듈에 관한 것이고, 여기서, 대역폭 협소화 모듈은, 그곳에 장비된 레이저 방사원이 조건 ατ2 ≤ 0.3이 참인 레이저 방사를 방출하도록, 설계되어 있다.The invention also relates to a bandwidth narrowing module for a laser radiation source, wherein the bandwidth narrowing module is designed such that the laser radiation source equipped thereon emits laser radiation in which the condition ατ 2 ≤ 0.3 is true.

상기한 그리고 추가적인 피쳐들은 청구 범위로부터만 드러나는 것이 아니고, 개개의 피쳐들이 각각의 경우에 있어서 그 자체에 의해 또는 본 발명의 실시예들에 있어서 그리고 다른 분야에 있어서 복수의 서브콤비네이션(subcombination)의 형태로서 실현될 수 있고 유리한 그리고 본래 부여되어 있는 보호 가능한 실시예들을 이룰 수 있는, 상세한 설명 및 도면으로부터 또한 드러난다. 본 발명의 예시적인 실시예들은 도면에 예시되며 하기에서 더욱 상세히 설명된다.The foregoing and additional features are not evident solely from the claims, and the individual features may be in the form of a plurality of subcombinations by themselves in each case or in embodiments of the invention and in other fields. It also emerges from the description and the drawings, which can be realized as and which can achieve advantageous and inherently protected protective embodiments. Exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and described in more detail below.

본 발명은, 이미지 생성에 대한 색수차의 영향을 동시에 증가시키지 않고, 종래의 시스템 및 방법과 비교하여 이미지 생성에 대한 시간적으로 변화하는 얼룩의 영향을 감소시키도록 설계되고, 주 광원으로서 레이저와 더불어 동작하는, 투영 노광 방법 및 상기 방법을 실행하기 위해 설계된 투영 노광 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은, 투영 노광 방법을 실행하기 위해 적절한 레이저 방사원 및 또한 레이저 방사원용 대역폭 협소화 모듈을 제공할 수 있다.The present invention is designed to reduce the influence of temporally varying blobs on image generation as compared to conventional systems and methods, without simultaneously increasing the effect of chromatic aberration on image generation, and operating in conjunction with a laser as the main light source. The projection exposure method and the projection exposure apparatus designed to implement the method can be provided. Furthermore, the present invention can provide a laser radiation source suitable for carrying out the projection exposure method and also a bandwidth narrowing module for the laser radiation source.

도 1은 마이크로리소그래피용 투영 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는, 도 2a에서 레이저의 개략적인 스펙트럼 선 프로파일을 나타내고, 도 2b에서 완전하게 색채적으로 교정되지 않은 투영 대물렌즈를 이용할 때 초점 위치에 대한 레이저 방사원의 유한 스펙트럼 대역폭의 영향을 나타낸다.
도 3은 일반적인 레이저의 레이저 방사의 스펙트럼 특성에 관한 도면을 나타낸다.
도 4는 레이저 방사의 상이한 가능성 있는 스펙트럼 선 형상들을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 대역폭 협소화 모듈이 있는 엑시머 레이저의 구성을 개략적으로 나타낸다.
1 schematically shows the configuration of a projection exposure apparatus for microlithography.
FIG. 2 shows a schematic spectral line profile of the laser in FIG. 2A and the effect of the finite spectral bandwidth of the laser radiation source on the focal position when using a projection objective that is not completely chromaticly corrected in FIG. 2B.
3 shows a diagram relating to the spectral characteristics of laser radiation of a general laser.
4 schematically shows different possible spectral line shapes of laser radiation.
5 schematically shows the configuration of an excimer laser with a bandwidth narrowing module.

도 1은, 반도체 부품 및 다른 정교한 구조의 장치의 제조에 사용될 수 있고 수분의 1 마이크로미터 아래의 해상도를 획득하기 위해서 원자외선 영역(deep ultraviolet range)(VUV)로부터의 전자기 방사 또는 광과 더불어 동작하는 마이크로리소그래피 투영 노광 장치(100)의 일 예를 나타낸다. 대략 193 nm의 동작 파장을 갖는 ArF 엑시머 레이저는 주 광원(102)으로서 역할을 하며, 그 레이저의 직선 편광된 레이저 빔이 조명계의 광학 축(103)에 관하여 동축으로 조명계(190)내로 결합된다. 다른 UV 레이저 방사원, 예컨대, 157 nm의 동작 파장을 갖는 F2 레이저, 또는 248 nm의 동작 파장을 갖는 KrF 엑시머 레이저가 마찬가지로 가능성이 있다.1 can be used in the manufacture of semiconductor components and other elaborately structured devices and operates in conjunction with electromagnetic radiation or light from the deep ultraviolet range (VUV) to obtain resolutions below 1 micrometer of moisture. An example of the microlithography projection exposure apparatus 100 is shown. An ArF excimer laser having an operating wavelength of approximately 193 nm serves as the main light source 102, and the linearly polarized laser beam of the laser is coupled into the illumination system 190 coaxially with respect to the optical axis 103 of the illumination system. Other UV laser radiation sources such as F 2 lasers with an operating wavelength of 157 nm, or KrF excimer lasers with an operating wavelength of 248 nm are likewise possible.

광원(102)으로부터의 편광된 광은, 빔 확대기(beam expander)(104)로 먼저 들어가고, 그것은 예컨대, 코히어런스를 감소시키고 빔 단면을 증가시키는 역할을 한다. 확대된 레이저 빔은, 다수의 광학 부품 및 그룹을 포함하고, 조명계(190)의 하류 동공 형상화 면(110)에 있어서, 제2의 광원으로서 또는 “조명 동공”으로서 또한 나타내어지는 로컬(local)의 (2차원) 조명 강도 분포를 생성하도록 설계되어 있는, 동공 형상화부(150)내로 들어간다. 동공 형상화 면(110)은 조명계의 동공면이다.The polarized light from the light source 102 first enters the beam expander 104, which serves to reduce coherence and increase the beam cross section, for example. The magnified laser beam includes a plurality of optical components and groups, and on the downstream pupil shaping surface 110 of the illumination system 190, also locally represented as a second light source or also as an “illumination pupil”. Enter into pupil shaping 150, which is designed to produce a (two-dimensional) illumination intensity distribution. The pupil shaping plane 110 is the pupil plane of the illumination system.

동공 형상화부(150)는, 상이한 로컬의 조명 강도 분포들(즉 상이한 구조의 제2 광원들)이 동공 형상화부의 구동에 따라 설정될 수 있도록, 다양한 방식으로 설정될 수 있다. 도 1은 원형 조명 동공의 다양한 조명들, 즉 중심화된, 원형의 조명 스폿, 2극의 조명(DIP) 또는 4극의 조명(QUAD)을 가진 일반적인 설정(CON)을 예로서 개략적으로 나타낸다.The pupil shaping unit 150 may be set in various ways such that different local illumination intensity distributions (ie, second light sources of different structures) can be set in accordance with the driving of the pupil shaping unit. 1 schematically shows by way of example a general setup (CON) with various illuminations of a circular illumination pupil, ie centralized, circular illumination spot, dipole illumination (DIP) or quadrupole illumination (QUAD).

동공 형상화면(110)에 바로 근접하여 배열되어 있는 것이 광학 래스터 요소(optical raster element)(109)이다. 후자의 하류에 배열되어 있는 커플링-인 광학부(coupling-in optical unit)(125)는, 조정 가능한 필드 조리개(field stop)로서 역할을 하는, 레티클/마스킹 시스템(REMA)122)이 배열되어 있는, 중간 필드면(intermediate field plane)(121)상으로 광을 전한다. 필드-정의 요소(field-defining element; “FDE”)로서 또한 나타내어지는 광학 래스터 요소(109)는 회절 또는 굴절 광학 요소들의 2차원 배열을 갖고, 입사 방사를, 그것이 필드면(121)의 영역에 있어서 하류의 커플링-인 광학부(125)를 통과한 후에 직사각형의 조명 필드를 조명하도록 모양 짓는다. 방사는 부분적인 빔 다발들의 슈퍼임포지션(superimposition)에 의해 추가적으로 균질화됨으로써, FDE가 필드 형상화 및 균질화 요소로서 역할을 한다.It is an optical raster element 109 which is arranged in close proximity to the pupil-shaped screen 110. Coupling-in optical unit 125 arranged downstream of the latter is arranged with a reticle / masking system (REMA) 122, which serves as an adjustable field stop. Light propagates onto an intermediate field plane 121 which is present. Optical raster element 109, also referred to as a field-defining element (“FDE”), has a two-dimensional array of diffractive or refractive optical elements, and emits incident radiation in the region of field surface 121. In order to illuminate the rectangular illumination field after passing through the downstream coupling-in optics 125. The radiation is further homogenized by the superimposition of the partial beam bundles, so that the FDE acts as a field shaping and homogenizing element.

하류의 이미징 대물렌즈(140)(REMA 대물렌즈로도 불림)는 중간 필드 면(121)을 필드 조리개(122)로, 예컨대, 2:1과 1:5 사이에 놓일 수 있는, 그리고 본 실시예에 있어서 대략 1:1인 스케일로, 레티클(160)(마스크, 리소그래피 원본) 상에 이미징한다.The downstream imaging objective 140 (also referred to as the REMA objective) may place the intermediate field face 121 into the field stop 122, for example, between 2: 1 and 1: 5, and this embodiment Imaging on reticle 160 (mask, lithographic original) at a scale that is approximately 1: 1 in.

레이저(102)로부터 광을 수신하는 그리고 레티클(160)상으로 지향되는 광 조명 방사로부터 모양을 취하는 이러한 광학 요소는 투영 노광 장치의 조명계(190)에 속한다.These optical elements that receive light from the laser 102 and take shape from light illumination radiation directed onto the reticle 160 belong to the illumination system 190 of the projection exposure apparatus.

조명계의 하류에 배열되어 있는 것은, 레티클상에 배열된 패턴이 투영 대물렌즈(170)의 오브젝트 면(165)에 놓이도록 그리고 이러한 면에 있어서 스캐너 동작에 대해서 스캔 드라이브의 도움으로 광학축(103)(z 방향)에 수직한 스캔 방향(y 방향)으로 이동될 수 있도록, 레티클(160)을 홀드하고 조작하기 위한 디바이스(171)이다.Arranged downstream of the illumination system is an optical axis 103 such that the pattern arranged on the reticle lies on the object face 165 of the projection objective 170 and in this way with the aid of the scan drive for scanner operation. It is a device 171 for holding and manipulating the reticle 160 so that it can be moved in the scan direction (y direction) perpendicular to the (z direction).

레티클 면(165)의 하류에는, 축소 대물렌즈(reducing objective)로서 역할을 하고, 마스크(160)에 배열된 패턴의 이미지를 축소된 스케일로, 예컨대, 1:4 또는 1:5의 스케일로, 포토레지스트 층(photoresist layer)으로 코팅된 웨이퍼(180)상으로 이미징하는 투영 대물렌즈(170)가 뒤따르며, 상기 웨이퍼의 감광면은 상기 투영 대물렌즈(170)의 이미지면(175)에 놓인다. 굴절, 반사굴절 또는 반사 투영 대물렌즈들이 가능하다. 다른 축소 스케일, 예컨대, 1:20 또는 1:200까지의 더 많은 축소도 가능하다.Downstream of the reticle face 165, serves as a reducing objective, and the image of the pattern arranged in the mask 160 on a reduced scale, for example on a scale of 1: 4 or 1: 5, Followed by a projection objective 170 for imaging onto a wafer 180 coated with a photoresist layer, the photosensitive surface of the wafer lying on the image plane 175 of the projection objective 170. Refractive, reflective or reflective projection objectives are possible. Other reduction scales, such as more reductions up to 1:20 or 1: 200, are also possible.

예시의 경우에 반도체 웨이퍼(180)인, 노광될 기판은, 웨이퍼를 광학축에 수직한 레티클(160)과 동기적으로 이동시키기 위해 스캐너 드라이브를 포함하는 디바이스(181)에 의해 홀드되어 있다. 투영 대물렌즈(170)의 설계에 따라(예컨대, 중간 이미지가 없는 또는 접히거나 접히지 않은 중간 이미지가 있는), 이러한 이동이 서로에 관하여 나란하거나 나란하지 않은 방식으로 유효해질 수 있다. “웨이퍼 스테이지(wafer stage)”로서 또한 나타내어지는 디바이스(181), 및 “레티클 스테이지”로서 또한 나타내어지는 디바이스(171)는 스캔 제어 디바이스에 의해 제어되는 스캐너 디바이스의 부분이다.The substrate to be exposed, which in the example case is the semiconductor wafer 180, is held by a device 181 including a scanner drive to move the wafer synchronously with the reticle 160 perpendicular to the optical axis. Depending on the design of the projection objective 170 (eg, with no intermediate image or with an intermediate image folded or unfolded), this movement may be valid in a side by side or non-parallel manner with respect to each other. Device 181, also represented as a “wafer stage”, and device 171, also represented as a “reticle stage”, are part of a scanner device controlled by a scan control device.

동공 형상화면(110)은, 최근접한 하류의 동공면(145)에 관하여 그리고 투영 대물렌즈(170)의 이미지측 동공면(172)에 관하여 광학적으로 결합되는 위치에 또는 그 위치 근처에 놓인다. 따라서, 투영 대물렌즈의 동공(172)에서의 공간적인(로컬의) 광 분포는 조명계의 동공 형상화 면(110)에서의 공간적인 광 분포(공간적 분포)에 의해 결정된다. 동공면들(110, 145, 172) 사이에는, 각각 개개의 동공면들에 관하여 푸리에-변환된 면들인 필드면들이 광학 빔 경로에 놓인다. 이것은, 특히, 동공 형상화면(110)에서의 조명 강도의 정의된 공간적인 분포가, 결국에 레티클(160)에 입사하는 조명 방사의 특정적인 각진 분포에 대응하는, 하류의 필드 면(121)의 영역에서의 조명 방사의 특정적인 각진 분포를 만든다.The pupil shaped screen 110 is placed at or near the optically coupled position with respect to the nearest pupil plane 145 and with respect to the image side pupil plane 172 of the projection objective lens 170. Thus, the spatial (local) light distribution in the pupil 172 of the projection objective lens is determined by the spatial light distribution (spatial distribution) in the pupil shaping plane 110 of the illumination system. Between the pupil planes 110, 145, 172, field planes, which are Fourier-transformed planes with respect to the individual pupil planes, respectively, lie in the optical beam path. This is especially true of the downstream field face 121, in which the defined spatial distribution of illumination intensity on the pupil shaped screen 110 eventually corresponds to a specific angular distribution of illumination radiation incident on the reticle 160. Make a specific angular distribution of illumination radiation in the area.

레이저 방사원(102)은 파장 λ에 따른 또는 각주파수 ω에 따른 특정의 공간적 강도 프로파일 I(ω)을 갖는 레이저 방사를 방출한다. 완전히 색채적으로 교정되지 않은 투영 대물렌즈를 이용할 때의 이미지 품질에 대한 유한의 대역폭을 갖는 광원의 사용의 효과들이 도 2를 참조하여 개략적으로 설명된다.The laser radiation source 102 emits laser radiation with a specific spatial intensity profile I (ω) according to the wavelength λ or according to the angular frequency ω. The effects of the use of a light source with a finite bandwidth on image quality when using a projection objective lens that is not fully chromaticly corrected are outlined with reference to FIG. 2.

이러한 목적을 위해, 도 2a는 레이저 방사원(LS)의 스펙트럼 강도 프로파일 I(ω)을 개략적으로 나타낸다. 최대 강도, I0는 중심 주파수 ω0에 있다. 강도가 최대 값의 절반으로 떨어진 2개의 주파수들 ω1 및 ω2 사이의 주파수 간격

Figure 112011071786173-pct00008
는 반치전폭(FWHM)으로 불린다. 레이저 선이, 총 신호에 대한 상이한 강도들의 원인이 되는 상이한 파장들을 포함한다는 것이 명백하다. 반치전폭내의 스펙트럼 영역은 라인 코어로도 나타내어지며, 외부의 영역들은 라인 윙으로서 나타내어진다.For this purpose, FIG. 2A schematically shows the spectral intensity profile I (ω) of the laser radiation source LS. The maximum intensity, I 0, is at the center frequency ω 0 . Frequency spacing between two frequencies ω 1 and ω 2 where intensity drops to half of maximum
Figure 112011071786173-pct00008
Is called full width at half maximum (FWHM). It is clear that the laser line contains different wavelengths which cause different intensities for the total signal. The spectral region within full width at half maximum is also represented by the line core, and the outer regions are represented as the line wings.

도 2b는, 오브젝트면에 관하여 광학적으로 결합되어 있는 이미지면(IS)의 영역내로 투영 대물렌즈의 오브젝트면(OS)에 놓여있는 패턴(PAT)을 이미징하는 이미징 시스템을 표현하는, 광학축(OA)에 관하여 동축으로 배열되어 있는 2개의 렌즈 요소(L1, L2)를 갖는 투영 대물렌즈(PO)을 개략적으로 나타낸다. 애퍼쳐 조리개(aperture stop)(AS)는 이미징의 유효한 이미지측 개구수(NA)를 정의하고, 대물렌즈의 동공면의 부근에 배열되어 있다. 마스크의 패턴(PAT)은, 조명계에 의해 제공되는 조명 광을, 애퍼쳐 조리개에 의해 범위가 정해지는 빔 경로의 외부 에지에서, +1차의 회절차수 그리고 또한 -1차의 회절차수 그리고 광학축을 따라 0차의 회절차수로 회절시키는 회절 격자로서 개략적으로 예시되어 있다.FIG. 2B shows an optical axis OA representing an imaging system for imaging a pattern PAT lying on an object plane OS of a projection objective into an area of the image plane IS that is optically coupled with respect to the object plane. The projection objective PO with the two lens elements L1, L2 arranged coaxially with respect to An aperture stop AS defines an effective image side numerical aperture NA of imaging and is arranged in the vicinity of the pupil plane of the objective lens. The pattern PAT of the mask comprises the illumination light provided by the illumination system at the outer edge of the beam path, which is bounded by the aperture aperture, a diffraction order of +1 order and also of -1 order. It is schematically illustrated as a diffraction grating which diffracts at zero diffraction orders along the optical axis.

광대역 레이저 방사원(LS)은 상이한 강도들을 갖는 상이한 파장들을 갖는 방사를 방출하고, 여기서, 가시의 스펙트럼 영역에서의 광의 컬러들에 따라서, 평균 파장은 “녹색”에 대해서 “g”로 표시되고, 최대 파장은 “적색”에 대해 “r”로 표시되며 최소 파장은 “청색”에 대해 “b”로 표시된다. 260nm 아래의 원자외선 영역으로부터의 파장들에 대한 비율이 상응하게 적용되어야한다는 것은 말할 나위도 없다. 색채적으로 교정되지 않은 시스템의 경우에 있어서, 상대적으로 더 짧은 파장 (b)의 초점면이 그러면 광학계에 더 가깝게 놓이고, 상대적으로 더 긴 파장 (g) 및 (r)이 투영 대물렌즈로부터 더 멀리 누진적으로 포커싱된다. 하지만, 노광될 기판, 예컨대 반도체 웨이퍼는 파장들 중 하나에 관해서만 초점 영역내로 정확히 오게 될 수 있고, 다른 파장들의 초점 위치들이 그러면 노광될 표면 외부에 놓인다.The broadband laser radiation source LS emits radiation with different wavelengths with different intensities, where, depending on the colors of the light in the visible spectral region, the average wavelength is expressed as "g" for "green" and maximum The wavelength is shown as "r" for "red" and the minimum wavelength is shown as "b" for "blue". It goes without saying that the ratios for the wavelengths from the far ultraviolet region below 260 nm should be correspondingly applied. In the case of non-chromaticly corrected systems, the focal plane of the relatively shorter wavelength (b) then lies closer to the optics, and the relatively longer wavelengths (g) and (r) are more from the projection objective. Far progressively focused. However, the substrate to be exposed, such as a semiconductor wafer, can be precisely brought into the focal region only with respect to one of the wavelengths, and the focal positions of the other wavelengths then lie outside the surface to be exposed.

초점 위치는 파장에 대해서 직선적으로 제1 근사로 변화한다(색채적으로 교정된 대물렌즈의 경우에 있어서 이러한 효과는 파장에 대해서 단지 2차적일 것이다). 임계 치수의 변화(ΔCD)는 따라서 파장에서의 변화와 더불어 2차적으로 나타난다. 색수차, 또는 리소그래피 프로세스에 대한 그것의 효과가, 이러한 응용의 목적을 위해서, 하기가 참인, 수차 파라미터 α에 의해 파라미터화되는, 스펙트럼 분포의 제2 모멘트에 비례한다는 것이 명백하다:The focal position changes linearly with the first approximation with respect to the wavelength (in the case of chromaticly corrected objectives this effect will only be secondary to the wavelength). The change in critical dimension (ΔCD) thus appears secondary with the change in wavelength. It is evident that the chromatic aberration, or its effect on the lithographic process, is proportional to the second moment of the spectral distribution, parameterized by the aberration parameter α, for the purposes of this application, which is true:

Figure 112011071786173-pct00009
Figure 112011071786173-pct00009

여기서 매우 상세히 설명되는 바와 같은 초점 위치의 파장 종속과 나란히, 색수차가 또한 확대 스케일의 파장 종속을 포함한다. 이러한 효과는 또한 수차 파라미터 α에 의해 포함된다. Along with the wavelength dependency of the focal position as described in greater detail herein, chromatic aberration also includes the wavelength dependency of the magnification scale. This effect is also included by the aberration parameter α.

리소그래피 프로세스에 영향을 미치는 여기서의 고려하의 제2의 영향 변수는 동적 얼룩이다. 얼룩은, 레이저 빔의 상이한 부분들간의 제어되지 않거나 제어될 수 없는 간섭의 결과로서 발생한다. 간섭은 100%의 콘트라스트(contrast)에 대응하는 몇몇의 개소에서의 소광(消光)을 초래한다. 얼룩 패턴의 정확한 형태는, 시간의 경과에 따라 변화하는 레이저 빔의 상이한 부분들의 위상 관련에 좌우된다. 이러한 시간적인 강도의 파동은 기술 문헌에서 “시간적 얼룩” 또는 “동적 얼룩”으로서 칭해진다. 이러한 경우들에 있어서 콘트라스트를 감소시킬 가능성만이, 레이저 펄스의 지속 시간 동안에 많은 상이한 얼룩 패턴들의 슈퍼임포지션에 있어서 존재한다는 것이 고려되면, 이것은 얼룩 패턴을 신속하게 변화시키는 방법의 문제로 이끈다. 다수의 독립적인 얼룩 패턴들은, 레이저 방사의 위상 상관 시간에 의해 분할되는, 레이저 펄스의 지속 시간으로부터 초래된다. 상관 시간은 결국 레이저 방사에 있어서의 광의 상이한 주파수들로부터 초래된다, 즉, 그것은 방출되는 강도 스펙트럼의 선 형상과 관련된다. 이러한 응용의 목적을 위해서, 상기 상관 시간 또는 코히어런스 시간 τ은 하기의 방정식으로부터 초래된다:The second influence variable under consideration here that affects the lithographic process is dynamic staining. Spots occur as a result of uncontrolled or uncontrolled interference between different parts of the laser beam. The interference causes quenching at some points corresponding to a contrast of 100%. The exact shape of the blob pattern depends on the phase association of the different parts of the laser beam that change over time. This temporal intensity wave is referred to as "temporal stain" or "dynamic stain" in the technical literature. If only the possibility of reducing the contrast in these cases is present in the superposition of many different blob patterns during the duration of the laser pulse, this leads to a problem of how to quickly change the blob pattern. Multiple independent blob patterns result from the duration of the laser pulse, which is divided by the phase correlation time of the laser radiation. The correlation time eventually results from different frequencies of light in the laser radiation, ie it relates to the linear shape of the emitted intensity spectrum. For the purpose of this application, the correlation time or coherence time τ results from the following equation:

Figure 112011071786173-pct00010
Figure 112011071786173-pct00010

상기한 방정식은, 광원의 시간적 코히어런스 및 그것의 스펙트럼 대역폭간에 관계가 있다는 것을 나타낸다. 양쪽의 변수들이 유효하게 정의된다면, 변수들이 서로 반비례한다는 것이 명백하다. 추가적인, 더 많은 강도 분석은 광원에 의해 방출되는 방사의 스펙트럼 형상이 또한 이러한 관계에 영향을 미친다는 것을 나타낸다.The equation above indicates that there is a relationship between the temporal coherence of the light source and its spectral bandwidth. If both variables are validly defined, it is clear that the variables are inversely proportional to each other. In addition, more intensity analysis indicates that the spectral shape of the radiation emitted by the light source also affects this relationship.

수차 파라미터 α는 대역폭의 제곱에 비례하고, 코히어런스 시간 τ는 대역폭의 역수에 비례한다. 이러한 통찰로부터의 중요한 하나의 결론은 곱 ατ2 가 대역폭에 독립적이다. 이것은 결국, 리소그래피 프로세스에 대한 레이저 방사원의 대역폭이 기술적 파라미터를 기초로 선택될 수 있다는 것 그리고 선 형상 파라미터 ατ2에 의해 파라미터화되는 스펙트럼 선 형상은, 동적 얼룩의 생성에 대한 방사원의 영향 및 색수차에 대한 방사원의 영향 사이에서의 최적화를 달성하기 위해, 자유 파라미터인채로 남는다는 것을 의미한다.The aberration parameter α is proportional to the square of the bandwidth, and the coherence time τ is proportional to the inverse of the bandwidth. One important conclusion from this insight is that the product ατ 2 is bandwidth independent. This in turn means that the bandwidth of the laser radiation source for the lithography process can be selected based on the technical parameters and the spectral line shape, which is parameterized by the linear parameter ατ 2 , is dependent on the influence and chromatic aberration of the radiation source on the generation of dynamic blobs. In order to achieve an optimization between the effects of the radiation source on the surface, it means to remain free parameters.

선 형상 파라미터의 크기가, 다양한 레이저 선 형상에 대해서 하기에서 매우 상세하게 이제 설명될 것이다.The magnitude of the linear shape parameters will now be described in greater detail below for various laser linear shapes.

교과서적으로, 레이저 선의 스펙트럼 형상이 로렌츠 프로파일이라고 종종 설명된다:In the textbook, the spectral shape of the laser line is often described as the Lorentz profile:

Figure 112011071786173-pct00011
Figure 112011071786173-pct00011

하지만, 이것은, 선의 중심에 바로 근접하여 유효한 대충 근사일 뿐이다. 레이저 물리학에서 널리 사용되는 보다 유리한 접근법은 수정된 로렌츠 곡선의 그것이다.However, this is only a rough approximation that is valid close to the center of the line. A more advantageous approach widely used in laser physics is that of a modified Lorenz curve.

Figure 112011071786173-pct00012
Figure 112011071786173-pct00012

색수차 α가 발산하지 않도록, 즉, 광학 리소그래피가 어쨌든 가능하도록, ν>3인 것이 필요하다. 색수차에 대해서, 그러면It is necessary that v> 3 so that the chromatic aberration α does not diverge, that is, optical lithography is possible anyway. About chromatic aberration, then

Figure 112011071786173-pct00013
Figure 112011071786173-pct00013

이 명백하고,This is obvious,

코히어런스 시간에 대해서About coherence time

Figure 112011071786173-pct00014
Figure 112011071786173-pct00014

이 명백하다.This is obvious.

ν에 대한 값은 FWHM(반치전폭) 및 E95 값(에너지의 95%는 이러한 주파수 영역내에 있음)으로부터 계산될 수 있다. 이러한 값들은 따라서 스테레오스코픽(spectroscopic) 측정 기술을 통해 액세스될 수 있다.The value for v can be calculated from the FWHM (full width at half maximum) and the E95 value (95% of energy is in this frequency range). These values can thus be accessed via stereoscopic measurement techniques.

기준 레이저로서의 XLA-360 레이저에 대한 측정 데이터로부터, 예컨대, ν=3.2인 것이 발견되었다. 선 형상 파라미터 ατ2가 ν의 함수로서 플로트(plot)될 경우에, 이것은 도 3에 나타낸 곡선을 초래한다. 점(dot)은, 대략적으로 ατ2 = 0.38의 선 형상 파라미터의 값에 대응하는 상업적으로 가용한, “실제” 레이저의 값 ν=3.2를 마킹한다. ν→∞에 대한 ατ2의 한계는 ατ2 = 1/12(또는 ατ2

Figure 112011071786173-pct00015
0.083)임으로써, ν=4.5를 넘어서는 약간의 개선만이 달성될 수 있다.From the measurement data for the XLA-360 laser as the reference laser, it was found that, for example, v = 3.2. If the linear shape ατ 2 is plotted as a function of v, this results in the curve shown in FIG. 3. The dots mark the value ν = 3.2 of a commercially available “real” laser, corresponding approximately to the value of the linear shape parameter αα 2 = 0.38. limits of about 2 ατ ν → ∞ is ατ 2 = 1/12 (or ατ 2
Figure 112011071786173-pct00015
0.083), only a slight improvement over v = 4.5 can be achieved.

생각할 수 있는 스펙트럼 선 형상들로서 수정된 로렌츠 함수들에 대한 한정에서조차도, ατ2는 따라서 기준 레이저에 비해 3배보다 더 많이 개선될 수 있다.Even in the limitation on the Lorentz functions modified as conceivable spectral line shapes, α 2 can thus be improved by more than three times compared to the reference laser.

다른 스펙트럼 선 형상들, 특히 포물선 형상이 허용된다면, 더 많은 개선이 더욱 가능하며, 그것은 하기에서 설명될 것이다.If other spectral linear shapes, in particular parabolic shapes, are allowed, further improvements are even more possible, which will be explained below.

ν=3.2 내지 ν=3.75의 범위에서 정확해지도록, 상이한 상업적으로 가용한 레이저들에 대해서 ν에 대한 상이한 표시들이 존재한다. 차이들이 레이저들의 부분에만 기인될 수 있으나, 측정 및 평가를 위해 다른 부분에 관해서 기인될 수 있다고 가정한다. 그것은, 따라서, 개개의 레이저들에 대한 개선 잠재력이 얼마나 큰지를 평가하기 위해 남아 있는다. XLA-360에 대한 측정된 레이저 프로파일의 집적 적분은 ατ2

Figure 112011071786173-pct00016
0.26의 결과를 가져오며, ν의 연산적 적합(computational fit)을 통하는 우회는 대략적으로 ατ2 = 0.36의 결과를 가져온다(도 3 참조).In order to be accurate in the range of ν = 3.2 to ν = 3.75, there are different indications for ν for different commercially available lasers. The differences can be attributed only to the part of the lasers, but assume that they can be attributed to other parts for measurement and evaluation. It thus remains to assess how large the improvement potential for the individual lasers is. The integrated integration of the measured laser profiles for XLA-360 is ατ 2
Figure 112011071786173-pct00016
The result is 0.26, and the bypass through the computational fit of ν results in approximately α 2 = 0.36 (see FIG. 3).

이러한 수들은, 수정된 로렌츠 함수에 대해서 제한 값 1/12

Figure 112011071786173-pct00017
0.083 및 포물선 형상에 대해서 9/125
Figure 112011071786173-pct00018
0.072와 비교되어야 한다.These numbers are the limits 1/12 for the modified Lorenz function.
Figure 112011071786173-pct00017
9/125 for 0.083 and parabolic shapes
Figure 112011071786173-pct00018
It should be compared with 0.072.

본 발명의 장점들을 얼마간 더 분명하게 하기 위해서, 간단한 예들이 도 4를 참조하여 여기에 나타내어진다:To clarify some of the advantages of the present invention, simple examples are shown here with reference to FIG.

도 4a에 나타내어진 선 형상 I(ω)는 폭 Δ을 갖는 (스펙트럼의) 플랫 톱(flat top)인 것으로 간주되어진다. 그것은 그러면 α = Δ2/12가 방정식 (1)로부터 초래되고, τ = 1/Δ가 방정식 (4)로부터 초래되는 경우이다. 곱 또는 선 형상 파라미터는 따라서 ατ2 = 1/12 (

Figure 112011071786173-pct00019
0.083)이다.The linear shape I (ω) shown in FIG. 4A is considered to be a flat top (spectral) with a width Δ. It is a case where the then α = Δ 2/12 is resulting from the equation (1), τ = 1 / Δ resulting from equation (4). The product or linear shape parameter is thus ατ 2 = 1/12 (
Figure 112011071786173-pct00019
0.083).

폭 σ을 갖는 (주파수의 함수로서의) 가우스 곡선이 I(ω)에 대해서 대신하여 가정되면(도 4b), α = σ2/2가 방정식 (1)로부터 초래되고

Figure 112011071786173-pct00020
가 방정식 (4)로부터 초래된다. 곱 또는 선 형상 파라미터 ατ2는 따라서 ατ2 = 1/(4π)
Figure 112011071786173-pct00021
0.080이다.If (as a function of frequency) having a width σ is assumed Gaussian curve in place with respect to I (ω) (Fig. 4b), α = σ 2/ 2 is resulted from the equation (1)
Figure 112011071786173-pct00020
Results from equation (4). The product or linear parameter ατ 2 is thus ατ 2 = 1 / (4π)
Figure 112011071786173-pct00021
0.080.

곱 ατ2는 따라서 플랫 톱에 대해서보다 가우스 곡선에 대해서 얼마간 더 작다. 따라서, 얼마간 더 짧은 코히어런스 길이 및 따라서 더 적은 얼룩이, 가우스 곡선이 부여한 일정한 색수차에 대해서 달성될 수 있다. 대안적으로, 동일한 얼룩이 주어지면, 가우스 곡선이 플랫 톱 대신에 사용되는 경우에, 색수차가 감소될 수 있다. 환언하면: 이미지 생성에 대한 색수차의 영향을 동시에 증가시키지 않고, 일반적인 시스템 및 방법에 비해서 이미지 생성에 대한 시간적으로 변화하는 얼룩의 영향을 감소시키는 것이 중요하다면, 가우스 형상을 갖는 레이저 선이 광학 리소그래피에 플랫 톱보다 더 잘 적합하다.The product ατ 2 is therefore somewhat smaller for the Gaussian curve than for the flat top. Thus, some shorter coherence lengths and thus less staining can be achieved for constant chromatic aberration imparted by a Gaussian curve. Alternatively, given the same blot, chromatic aberration can be reduced if a Gaussian curve is used instead of a flat top. In other words: If it is important to reduce the influence of temporally varying blobs on image generation as compared to conventional systems and methods, without increasing the effect of chromatic aberration on image generation simultaneously, a laser line with a Gaussian shape may be used for optical lithography. Better fit than a flat top

방정식 (1) 및 방정식 (4)에 따른 곱 ατ2이 최소화되도록 의도된 조건은 수학적으로 잘 정의된 문제를 만든다. 하기의 최적화된 선 형상은 몬테 카를로 시뮬레이션(Monte Carlo simulation)에 의해 결정되었다. 이러한 최적화된 변형에서의 레이저 선은 컷-오프(cut-off) 포물선의 형상을 갖는다(도 4c를 또한 참조).Conditions under which the product ατ 2 according to equations (1) and (4) are intended to be minimized create a mathematically well defined problem. The optimized line shape below was determined by Monte Carlo simulation. The laser line in this optimized variant has the shape of a cut-off parabola (see also FIG. 4C).

Figure 112011071786173-pct00022
Figure 112011071786173-pct00022

이러한 곡선 형상에 대해서, α = Δ2/5 및 τ = 3/(5Δ), 및 결과적인 곱 ατ2는 ατ2 = 9/125이며, ατ2

Figure 112011071786173-pct00023
0.072에 대응한다. 상이한 곡선 형상들에 대한 곱들(선 형상 파라미터들) ατ2는 따라서For this curved shape, α = Δ2 / 5 and τ = 3 / (5Δ), and the resulting product ατ 2 is ατ 2 = 9/125 and ατ 2
Figure 112011071786173-pct00023
Corresponds to 0.072. The products (linear shape parameters) ατ 2 for different curved shapes are thus

플랫 톱: ατ2 = 1/12

Figure 112011071786173-pct00024
0.083Flat Top: ατ 2 = 1/12
Figure 112011071786173-pct00024
0.083

가우스 곡선: ατ2 = 1/(4π)

Figure 112011071786173-pct00025
0.080Gaussian curve: ατ 2 = 1 / (4π)
Figure 112011071786173-pct00025
0.080

포물선 형상: ατ2 = 9/125

Figure 112011071786173-pct00026
0.072Parabolic Geometry: ατ 2 = 9/125
Figure 112011071786173-pct00026
0.072

포물선 형상은 따라서 가우스 프로파일 또는 플랫 톱 프로파일보다 실제로 더 낫다.Parabolic shapes are thus actually better than Gaussian profiles or flat top profiles.

예들은, 여기서 설명된 문제에 대해서, 강도 프로파일의 측면의 영역들에서 발생하는 것이 중요하다는 것을 나타낸다. 예컨대, 옆면들내에서의 총 에너지의 1%가 시프트(shift)되면, 이것은, 라인 코어 내의 총 에너지의 1%가 시프트되는 경우보다 더 큰 자릿수들인 영향을 갖는다. 따라서, 레이저 선 형상은 최소 가능성의 측면 기여를 가져야 하며, 여기서 “측면”이라는 용어는 여기에서 라인 코어와 라인 윙 사이의 천이 영역을 실질적으로 나타낸다. 이러한 점에서, 가우스 곡선은 포물선보다 더 넓은 측면을 갖는다 - 측면은 가우스 곡선의 경우에 있어서 이론적으로 무한으로 가지만, 그것들은 포물선인 경우에 있어서는 유한의 범위만을 갖는다. 만약, 대조적으로, 측면들이 플랫 톱의 경우에서와 같이 완전하게 컷 오프이면, 외부의 모든 것은 결국은 측면의 타입이기 때문에, 코어의 부분은 이제 측면이 된다. 플랫 톱의 경우에 있어서는, 따라서, 매우 높은 강도를 갖는 영역이 측면이 된다. 포물선은 따라서 근원적인 문제의 배경에 대한 매우 좋은 절충이다.The examples indicate that for the problem described herein, it is important that it occurs in the areas on the side of the intensity profile. For example, if 1% of the total energy in the sides is shifted, this has the effect of being larger digits than if 1% of the total energy in the line core is shifted. Thus, the laser line shape should have a lateral contribution of least likelihood, where the term “side” here represents substantially the transition region between the line core and the line wing. In this respect, the Gaussian curve has a wider side than the parabola-the sides theoretically go infinity in the case of Gaussian curves, but they only have a finite range in the case of parabolic. If, in contrast, the sides are completely cut off as in the case of a flat top, the part of the core is now a side, since everything outside is eventually of the side type. In the case of a flat top, the area | region which has very high intensity | strength thus becomes a side surface. Parabola is therefore a very good compromise on the background of the underlying problem.

도 5를 참조하면, 엑시머 레이저의 경우에 있어서의 스펙트럼 선 형상에 영향을 미칠 하나의 가능성이 일 예를 기초로 하여 주어질 것이다. 엑시머 레이저들은 현재, DUV 및 VUV 영역에서 마이크로리소그래피용으로 주요하게 사용되는 주 광원이다. 엑시머 레이저는 많은 상이한 공간적인 모드들을 변동시키며 다른 타입의 레이저에 비해서 낮은 정도의 공간적 코히어런스를 갖는다. 또한, 상대적으로 넓은 스펙트럼이 방출되며, 그것은 낮은 시간적 코히어런스를 의미한다. 추가적인 인자는, UV 영역에서의 일반적인 비-레이저 원의 경우에서보다 현저히 더 높은 방출 파워(emission power)이다. 엑시머 레이저의 본래의 대역폭은 수백 pm의 범위일 수 있고 따라서 마이크로리소그래피에 적합한 협소한 대역폭을 산출하기 위해서는 현저히 협소화되어야 한다. 따라서, 마이크로리소그래피용 엑시머 레이저에는 소위 대역폭 협소화 모듈이 장비되어 있다. 도 5로부터의 레이저 방사원의 경우에 있어서, 대역폭 협소화 모듈(510)은 레이저의 후향 공진기 터미네이션(backward resonator termination)을 형성하고, 파장-선택 반사에 의해 방출된 레이저 방사의 대역폭을 감소시키는 기능을 갖는다. 확대 또는 가스 방출 챔버(520)의 후방 커플링-아웃 윈도우(rear coupling-out window)의 부근에는, 줄지어 놓인 4개의 적절하게 배열된 프리즘을 포함하는 빔 확장부(512)가 있다. 확장된 레이저 빔은 리트로우(Littrow) 구성의 에셀 격자(echelle grating)(530)에 충돌함으로써, 입사 확장된 레이저 빔이 그 자신에 반사된다. 이러한 기본 구성은 그 자체가 알려져 있다. 레이저의 스펙트럼 선 프로파일은 이제 에셀 격자(530)의 스펙트럼 반사율에 의해 실질적으로 결정된다. 격자의 블레이즈드 룰링(blazed ruling)에 의해, 또는 몇몇의 다른 방식으로, 격자의 높이 프로파일은, 나오는 레이저 빔(550)에 있어서의 요구되는 스펙트럼 강도 분포를 만드는 그러한 방식의 제조 동안에 정의될 수 있다.Referring to Fig. 5, one possibility to influence the spectral line shape in the case of an excimer laser will be given based on an example. Excimer lasers are currently the main light source used principally for microlithography in the DUV and VUV domains. Excimer lasers vary many different spatial modes and have a low degree of spatial coherence compared to other types of lasers. In addition, a relatively broad spectrum is emitted, which means low temporal coherence. An additional factor is the significantly higher emission power than in the case of normal non-laser sources in the UV region. The inherent bandwidth of an excimer laser can be in the range of hundreds of pm and therefore must be significantly narrowed to yield a narrow bandwidth suitable for microlithography. Therefore, the excimer laser for microlithography is equipped with a so-called bandwidth narrowing module. In the case of the laser radiation source from FIG. 5, the bandwidth narrowing module 510 has the function of forming a backward resonator termination of the laser and reducing the bandwidth of the laser radiation emitted by wavelength-selective reflection. . In the vicinity of the rear coupling-out window of the augmentation or gas discharge chamber 520 is a beam extension 512 comprising four suitably arranged prisms lined up. The expanded laser beam impinges on an echelle grating 530 in a Lettrow configuration, whereby the incident extended laser beam is reflected on itself. This basic configuration is known per se. The spectral line profile of the laser is now substantially determined by the spectral reflectance of the essel grating 530. By blazed ruling of the grating, or in some other way, the height profile of the grating can be defined during the manufacture of such a way to create the required spectral intensity distribution in the emerging laser beam 550. .

예시적인 실시예에 있어서, 에셀 격자(530)의 높이 프로파일은, 레이저(500)에 의해 방출되는 레이저 방사(550)가 방정식 (10)에 표시된 기술에 의해 실질적으로 파라미터화될 수 있는 하향하여 개방된 포물선 모양의 스펙트럼 선 형상을 갖도록, 설계되어 있다.In an exemplary embodiment, the height profile of the essel grating 530 is open downwards where the laser radiation 550 emitted by the laser 500 can be substantially parameterized by the technique shown in equation (10). It is designed to have a parabolic spectral line shape.

방출된 레이저 빔의 요구되는 스펙트럼 선 형상은 대역폭 협소화 모듈용 반사 격자(530)의 제조 동안에 미리 정해진다. 이러한 선 형상의 원인이 되는 반사 격자의 높이 프로파일은 역산(back-calculation)에 의해 그로부터 결정된다. 반사 격자는 그 다음에, 그 자체가 알려져 있는 제조 방법들, 예컨대 블레이즈드 룰링에 의해 만들어진다.The required spectral line shape of the emitted laser beam is predetermined during manufacture of the reflective grating 530 for the bandwidth narrowing module. The height profile of the reflective grating that contributes to this linear shape is determined therefrom by back-calculation. The reflective grating is then made by manufacturing methods known per se, such as blazed ruling.

리소그래피 프로세스가 스펙트럼 선 형상의 적절한 설정에 의해 개선될 수 있는 방식이 나타내어졌다. 선 형상 파라미터 ατ2의 4의 배수는 - 동일한 색수차가 주어지면 - 배수 2만큼 더 짧은 코히어런스 시간, 및 그러므로

Figure 112011071786173-pct00027
의 배수만큼의 얼룩 감소를 의미한다. 동일한 얼룩 감소는, 이것이 대략 20%만큼의 트랜스미션(transmission)을 감소시킬지라도, 펄스 연장기(pulse stretcher)에 의해 펄스 길이를 배증하는 것에 의해 또한 달성될 수 있다. 대조적으로, 코히어런스 시간을 감소시킬 목적을 위한 대역폭에 있어서의 증가는 오브젝트에 있어서의 더 나은 컬러 교정을 위한 돈이 많이 드는 수단을 필요로 할 것이다. 대조적으로, 레이저의 스펙트럼 시간 형상의 제안된 설정은 상대적으로 부정적인 결과를 갖지 않는 기술적인 수단이다.It has been shown how the lithographic process can be improved by the proper setting of the spectral line shape. A multiple of 4 of the linear shape parameter ατ 2- given the same chromatic aberration-is a coherence time shorter than multiple 2, and therefore
Figure 112011071786173-pct00027
Means stain reduction by multiples of. The same blob reduction can also be achieved by doubling the pulse length by a pulse stretcher, although this reduces the transmission by approximately 20%. In contrast, an increase in bandwidth for the purpose of reducing coherence time will require costly means for better color correction in the object. In contrast, the proposed setting of the spectral temporal shape of the laser is a technical means with no relatively negative consequences.

Claims (22)

적어도 하나의 이미지의 패턴의 마스크가 투영 대물렌즈의 오브젝트 면(object surface)의 영역에 배열되어 있는 상기 투영 대물렌즈의 이미지 면의 영역에 배열된 방사-감응(radiation-sensitive) 기판의 노광을 위한 투영 노광 방법으로서,
각주파수 ω에 따른 스펙트럼 강도 분포 I(ω)를 갖는 레이저 방사를 생성하는 단계로서, 상기 레이저 방사는,
Figure 112011071786173-pct00028
에 따른 수차 파라미터(aberration parameter) α 및
Figure 112011071786173-pct00029
에 따른 코히어런스 시간(coherence time) τ를 또한 특징으로 할 수 있는 단계;
상기 마스크에 지향되는 조명 방사를 생성하기 위해 조명계내로 상기 레이저 방사를 도입시키는 단계; 및
투영 대물렌즈의 조력으로 상기 패턴을 상기 기판상으로 이미징(imaging)하는 단계를 포함하며,
상기 스펙트럼 강도 분포는, 선 형상 파라미터(line shape parameter) ατ2에 대해서, 조건 ατ2 ≤ 0.3이 참(true)이도록 설정되는 투영 노광 방법.
For exposure of a radiation-sensitive substrate arranged in an area of the image surface of the projection objective lens in which a mask of the pattern of at least one image is arranged in the area of the object surface of the projection objective lens. As a projection exposure method,
Generating laser radiation having a spectral intensity distribution I (ω) according to the angular frequency ω, wherein the laser radiation is
Figure 112011071786173-pct00028
Aberration parameter α and
Figure 112011071786173-pct00029
Characterized by a coherence time τ according to;
Introducing the laser radiation into an illumination system to produce illumination radiation directed to the mask; And
Imaging the pattern onto the substrate with the aid of a projection objective,
The spectral intensity distribution is set such that the condition ατ 2 ≤ 0.3 is true for the line shape parameter ατ 2 .
청구항 1에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포는, 상기 선 형상 파라미터 ατ2에 대해서, 조건 ατ2 ≤ 0.1이 참이도록 설정되는, 투영 노광 방법.
The method according to claim 1,
The spectral intensity distribution is set such that the condition ατ 2 ≤ 0.1 is true for the linear parameter ατ 2 .
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포 I(ω)는 반치전폭 σ의 가우스 곡선에 대응하며, α=σ2/2 및
Figure 112011071786173-pct00030
가 상기 가우스 곡선에 대해서 참인, 투영 노광 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The spectral intensity distribution I (ω) corresponds to the half value width of the Gaussian curve, and σ, α = σ 2/2 and
Figure 112011071786173-pct00030
Is true for the Gaussian curve.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포 I(ω)는 포물선 형상을 갖는, 투영 노광 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The spectral intensity distribution I (ω) has a parabolic shape.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포의 최대는 260 nm보다 짧은 파장의 자외선 영역에 놓이는, 투영 노광 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The maximum of the spectral intensity distribution lies in an ultraviolet region of a wavelength shorter than 260 nm.
적어도 하나의 이미지의 패턴의 마스크가 투영 대물렌즈의 오브젝트 면의 영역에 배열되어 있는 상기 투영 대물렌즈의 이미지 면의 영역에 배열된 방사-감응 기판의 노광을 위한 투영 노광 장치로서,
레이저 방사를 방출하기 위한 주 레이저 방사원;
상기 레이저 방사를 수신하기 위한 그리고 상기 마스크에 지향되는 조명 방사를 생성하기 위한 조명계;
투영 대물렌즈의 이미지 면의 영역에 상기 패턴의 이미지를 생성하기 위한 상기 투영 대물렌즈를 포함하며,
상기 레이저 방사원은 각주파수 ω에 따른 스펙트럼 강도 분포 I(ω)를 갖는 레이저 방사를 생성하기 위해 설계되어 있고, 상기 레이저 방사는,
Figure 112011071786173-pct00031
에 따른 수차 파라미터 α 및
Figure 112011071786173-pct00032
에 따른 코히어런스 시간 τ을 특징으로 할 수 있으며;
상기 스펙트럼 강도 분포는, 선 형상 파라미터 ατ2에 대해서, 조건 ατ2 ≤ 0.3이 참이도록 설정되는 투영 노광 장치.
A projection exposure apparatus for exposing a radiation-sensitive substrate arranged in an area of an image plane of a projection objective lens in which a mask of a pattern of at least one image is arranged in an area of an object plane of a projection objective lens,
A main laser radiation source for emitting laser radiation;
An illumination system for receiving said laser radiation and for producing illumination radiation directed to said mask;
The projection objective lens for generating an image of the pattern in an area of the image plane of the projection objective lens,
The laser radiation source is designed to produce laser radiation having a spectral intensity distribution I (ω) according to the angular frequency ω, wherein the laser radiation is
Figure 112011071786173-pct00031
Aberration parameters α and
Figure 112011071786173-pct00032
Can be characterized by a coherence time τ;
The spectral intensity distribution is set so that the condition ατ 2 ≤ 0.3 is true for the linear parameter ατ 2 .
청구항 6에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포는, 선 형상 파라미터 ατ2에 대해서, 조건 ατ2 ≤ 0.1이 참이도록 설정되는, 투영 노광 장치.
The method of claim 6,
The spectral intensity distribution is set such that the condition ατ 2 ≤ 0.1 is true for the linear parameter ατ 2 .
청구항 6 또는 7에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포 I(ω)는 반치전폭 σ의 가우스 곡선에 대응하며, α=σ2/2 및
Figure 112011071786173-pct00033
가 상기 가우스 곡선에 대해서 참인, 투영 노광 장치.
The method according to claim 6 or 7,
The spectral intensity distribution I (ω) corresponds to the half value width of the Gaussian curve, and σ, α = σ 2/2 and
Figure 112011071786173-pct00033
Is a true true of the Gaussian curve.
청구항 6 또는 7에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포 I(ω)는 포물선 형상을 갖는, 투영 노광 장치.
The method according to claim 6 or 7,
The spectral intensity distribution I (ω) has a parabolic shape.
청구항 6 또는 7에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포의 최대는 260 nm보다 짧은 파장의 원자외선(deep ultraviolet) 영역에 놓이는, 투영 노광 장치.
The method according to claim 6 or 7,
The maximum of the spectral intensity distribution lies in a deep ultraviolet region of wavelength shorter than 260 nm.
청구항 6 또는 7에 기재된 투영 노광 장치에서 사용하기 위한 각주파수 ω에 따른 스펙트럼 강도 분포 I(ω)를 갖는 레이저 방사를 생성하기 위한 레이저 방사원으로서,
상기 레이저 방사는,
Figure 112011073238403-pct00034
에 따른 수차 파라미터 α 및
Figure 112011073238403-pct00035
에 따른 코히어런스 시간 τ를 특징으로 할 수 있으며,
상기 스펙트럼 강도 분포는, 선 형상 파라미터 ατ2에 대해서, 조건 ατ2 ≤ 0.3이 참이도록 설정되는, 레이저 방사원.
A laser radiation source for generating laser radiation having a spectral intensity distribution I (ω) according to the angular frequency ω for use in the projection exposure apparatus according to claim 6 or 7,
The laser radiation,
Figure 112011073238403-pct00034
Aberration parameters α and
Figure 112011073238403-pct00035
Can be characterized by the coherence time τ,
The spectral intensity distribution is set so that the condition ατ 2 ≤ 0.3 is true for the linear parameter ατ 2 .
청구항 11에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포는, 선 형상 파라미터 ατ2에 대해서, 조건 ατ2 ≤ 0.1이 참이도록 설정되는, 레이저 방사원.
The method of claim 11,
The spectral intensity distribution is set so that the condition ατ 2 ≤ 0.1 is true for the linear parameter ατ 2 .
청구항 11에 있어서,
상기 레이저 방사원의 공진기(resonator)의 레이저 방사의 파장-선택 반사를 위한 반사 격자(reflection grating)를, 상기 레이저 방사의 스펙트럼 강도 분포가 상기 반사 격자의 스펙트럼 반사율(reflectivity)에 의해 결정되도록, 포함하는 대역폭 협소화 모듈(bandwidth narrowing module)을 특징으로 하며, 상기 반사 격자의 높이 프로파일(height profile)은, 조건 ατ2 ≤ 0.3이 참인, 선 형상 파라미터 ατ2를 가진 상기 스펙트럼 강도 분포 I(ω)를 초래하도록 정의되는, 레이저 방사원.
The method of claim 11,
A reflection grating for wavelength-selective reflection of laser radiation of a resonator of the laser radiation source, such that the spectral intensity distribution of the laser radiation is determined by the spectral reflectivity of the reflective grating A bandwidth narrowing module, wherein the height profile of the reflective grating results in the spectral intensity distribution I (ω) with the linear parameter ατ 2 , where the condition ατ 2 ≦ 0.3 is true. Laser radiation source, defined to be.
청구항 11에 기재된 레이저 방사원용 대역폭 협소화 모듈로서,
상기 레이저 방사원의 공진기의 레이저 방사의 파장-선택 반사를 위한 반사 격자를, 상기 레이저 방사의 스펙트럼 강도 분포가 상기 반사 격자의 스펙트럼 반사율에 의해 결정되도록, 포함하고, 상기 반사 격자의 높이 프로파일이, 각주파수 ω에 따른 스펙트럼 강도 분포 I(ω)가 레이저 방사에 대해서 초래하도록, 정의되는 것을 특징으로 하며,
상기 레이저 방사는,
Figure 112011073238403-pct00036
에 따른 수차 파라미터 α 및
Figure 112011073238403-pct00037
에 따른 코히어런스 시간 τ를 특징으로 할 수 있으며,
선 형상 파라미터 ατ2에 대해서, 조건 ατ2 ≤ 0.3이 참인, 대역폭 협소화 모듈.
A bandwidth narrowing module for a laser radiation source according to claim 11,
A reflecting grating for wavelength-selective reflection of laser radiation of the resonator of the laser radiation source such that the spectral intensity distribution of the laser radiation is determined by the spectral reflectance of the reflecting grating, wherein the height profile of the reflecting grating is Characterized in that the spectral intensity distribution I (ω) according to the frequency ω is defined to result in laser radiation,
The laser radiation,
Figure 112011073238403-pct00036
Aberration parameters α and
Figure 112011073238403-pct00037
Can be characterized by the coherence time τ,
The bandwidth narrowing module, wherein the condition ατ 2 ≤ 0.3 is true for the linear parameter ατ 2 .
청구항 14에 있어서,
상기 반사 격자의 높이 프로파일은, 상기 스펙트럼 강도 분포 I(ω)가 반치전폭 σ의 가우스 곡선에 대응하도록, 설계되어 있으며, α=σ2/2 및
Figure 112011073238403-pct00038
가 상기 가우스 곡선의 경우에 있어서 참인, 대역폭 협소화 모듈.
The method according to claim 14,
Height profile of the reflection gratings, and the spectral intensity distribution I (ω) is designed to correspond to the Gaussian curve of the half value width σ, α = σ 2/2 and
Figure 112011073238403-pct00038
Is narrow in the case of the Gaussian curve.
청구항 14에 있어서,
상기 반사 격자의 높이 프로파일은, 상기 스펙트럼 강도 분포 I(ω)가 포물선 형상을 갖도록, 설계되어 있는, 대역폭 협소화 모듈.
The method according to claim 14,
The height profile of the reflective grating is designed such that the spectral intensity distribution I (ω) has a parabolic shape.
청구항 5에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포의 최대는 193 nm의 파장의 자외선 영역에 놓이는, 투영 노광 방법.
The method according to claim 5,
The maximum of the spectral intensity distribution lies in the ultraviolet region at a wavelength of 193 nm.
청구항 10에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포의 최대는 193 nm의 파장의 원자외선 영역에 놓이는, 투영 노광 장치.
The method of claim 10,
The maximum of the spectral intensity distribution lies in the far ultraviolet region of a wavelength of 193 nm.
청구항 11에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포 I(ω)는 반치전폭 σ의 가우스 곡선에 대응하며, α=σ2/2 및
Figure 112011073238403-pct00049
가 상기 가우스 곡선에 대해서 참인, 레이저 방사원.
The method of claim 11,
The spectral intensity distribution I (ω) corresponds to the half value width of the Gaussian curve, and σ, α = σ 2/2 and
Figure 112011073238403-pct00049
Is true for the Gaussian curve.
청구항 11에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포 I(ω)는 포물선 형상을 갖는, 레이저 방사원.
The method of claim 11,
Wherein the spectral intensity distribution I (ω) has a parabolic shape.
청구항 11에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포의 최대는 260 nm보다 짧은 파장의 원자외선 영역에 놓이는, 레이저 방사원.
The method of claim 11,
The maximum of said spectral intensity distribution lies in the far ultraviolet region of wavelength shorter than 260 nm.
청구항 21에 있어서,
상기 스펙트럼 강도 분포의 최대는 193 nm의 파장의 원자외선 영역에 놓이는, 레이저 방사원.
23. The method of claim 21,
The maximum of said spectral intensity distribution lies in the far ultraviolet region of 193 nm wavelength.
KR1020117021535A 2009-02-17 2010-02-04 Projection exposure method, projection exposure apparatus, laser radiation source and bandwidth narrowing module for a laser radiation source KR101295418B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009010560.3 2009-02-17
DE102009010560A DE102009010560A1 (en) 2009-02-17 2009-02-17 Projection exposure method, projection exposure apparatus, laser radiation source and bandwidth narrowing module for a laser radiation source
PCT/EP2010/000669 WO2010094399A1 (en) 2009-02-17 2010-02-04 Projection illumination method, projection illumination system, laser beam source and bandwidth narrowing module for a laser beam source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110126705A KR20110126705A (en) 2011-11-23
KR101295418B1 true KR101295418B1 (en) 2013-08-09

Family

ID=42115471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117021535A KR101295418B1 (en) 2009-02-17 2010-02-04 Projection exposure method, projection exposure apparatus, laser radiation source and bandwidth narrowing module for a laser radiation source

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8896816B2 (en)
EP (1) EP2399170B1 (en)
JP (1) JP5048872B2 (en)
KR (1) KR101295418B1 (en)
CN (1) CN102317868B (en)
DE (1) DE102009010560A1 (en)
WO (1) WO2010094399A1 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102969649A (en) * 2012-12-20 2013-03-13 中国科学院光电研究院 Composite cavity of excimer laser
DE102014201749B4 (en) * 2014-01-31 2015-08-20 Sypro Optics Gmbh Microlens arrangement and illumination device for uniform illumination with microlens arrangement
NL2017904A (en) * 2015-12-18 2017-06-26 Asml Netherlands Bv Optical System and Method
DE102016122528A1 (en) * 2016-11-22 2018-05-24 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Method for controlling or regulating a microscope illumination
DE102018209602B4 (en) * 2018-06-14 2022-05-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Optical assembly for reducing a spectral bandwidth of an output beam of a laser
WO2020173635A1 (en) 2019-02-25 2020-09-03 Asml Netherlands B.V. Radiation measurement system
CN110032045A (en) * 2019-04-23 2019-07-19 柳江 A kind of litho machine
CN110187610B (en) * 2019-06-14 2021-05-14 长春理工大学 Laser direct-writing photoetching system
KR20220005913A (en) * 2020-07-07 2022-01-14 삼성전자주식회사 Pattern uniformity measuring apparatus and method based on pupil image, and mask manufacturing method using the measuring method
JP2024500075A (en) * 2020-12-23 2024-01-04 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Bandwidth and speckle-based lithography process optimization
WO2022219690A1 (en) * 2021-04-12 2022-10-20 ギガフォトン株式会社 Method for controlling spectral waveform, laser apparatus, exposure apparatus, and method for manufacturing electronic device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09162104A (en) * 1995-12-08 1997-06-20 Sony Corp Semiconductor aligner, projection aligner and formation of circuit pattern

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3358090B2 (en) * 1992-01-13 2002-12-16 株式会社ニコン Illumination apparatus, exposure apparatus having the illumination apparatus, and device manufacturing method using the exposure method
JP3312447B2 (en) * 1993-11-15 2002-08-05 ソニー株式会社 Semiconductor exposure equipment
JPH08306619A (en) * 1995-05-01 1996-11-22 Canon Inc Aligner and manufacture of device which uses this aligner
US6898216B1 (en) * 1999-06-30 2005-05-24 Lambda Physik Ag Reduction of laser speckle in photolithography by controlled disruption of spatial coherence of laser beam
JP2001144355A (en) * 1999-11-17 2001-05-25 Ushio Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk Narrow-band excimer laser
JPWO2002073670A1 (en) * 2001-03-13 2004-07-02 株式会社ニコン Exposure method and apparatus, and device manufacturing method
EP1469347A1 (en) * 2003-04-17 2004-10-20 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
DE10343333A1 (en) * 2003-09-12 2005-04-14 Carl Zeiss Smt Ag Illumination system for microlithography projection exposure system, has mirror arrangement with array of individual mirrors that is controlled individually by changing angular distribution of light incident on mirror arrangement
EP1828845A2 (en) * 2004-12-01 2007-09-05 Carl Zeiss SMT AG Projection exposure system, beam delivery system and method of generating a beam of light
US7534552B2 (en) * 2004-12-23 2009-05-19 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP5361239B2 (en) * 2008-04-09 2013-12-04 キヤノン株式会社 Exposure apparatus and device manufacturing method
JP5359461B2 (en) * 2009-03-30 2013-12-04 株式会社ニコン Laser apparatus, light source apparatus, adjustment method thereof, light irradiation apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09162104A (en) * 1995-12-08 1997-06-20 Sony Corp Semiconductor aligner, projection aligner and formation of circuit pattern

Also Published As

Publication number Publication date
CN102317868A (en) 2012-01-11
EP2399170A1 (en) 2011-12-28
KR20110126705A (en) 2011-11-23
WO2010094399A1 (en) 2010-08-26
JP5048872B2 (en) 2012-10-17
EP2399170B1 (en) 2013-01-23
US20110304837A1 (en) 2011-12-15
CN102317868B (en) 2014-04-09
US8896816B2 (en) 2014-11-25
DE102009010560A1 (en) 2010-08-26
JP2012518286A (en) 2012-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101295418B1 (en) Projection exposure method, projection exposure apparatus, laser radiation source and bandwidth narrowing module for a laser radiation source
JP6025369B2 (en) Optical apparatus, lithographic apparatus, and method of manufacturing a device for conditioning a radiation beam for use by an object
JP5065433B2 (en) Wavelength tunable lighting system
JP5600145B2 (en) Structure of level sensor for lithographic apparatus and device manufacturing method
KR100617909B1 (en) Lithographic apparatus and method for optimizing an illumination source using photolithographic simulations
JP4580338B2 (en) Lithographic apparatus, excimer laser, and device manufacturing method
TWI616724B (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method
KR101827888B1 (en) Catadioptric illumination system for metrology
JP2008541418A (en) Microlithography exposure apparatus using polarized light, and microlithography projection optical system having concave first mirror and second mirror
KR20130108333A (en) Euv microlithography projection exposure apparatus with a heat light source
JP4194986B2 (en) Lithographic apparatus, device manufacturing method and device
KR101593534B1 (en) Diffraction elements for alignment targets
TWI587102B (en) Alignment sensor and lithographic apparatus
US6554464B1 (en) Apparatus for and method of reducing or eliminating interference effects in a light tunnel illuminator
JP7311586B2 (en) Pulse stretcher and method
JP2022523125A (en) Radiometry system
US7826036B2 (en) Scanning exposure apparatus and method of manufacturing device
JP2006128690A (en) Lithography apparatus, manufacturing method for device, and device manufactured by them
US20190107784A1 (en) Projection lens with a measurement beam path
JPWO2004064128A1 (en) Exposure apparatus and exposure method
US20240329518A1 (en) Photomask creating method, data creating method, and electronic device manufacturing method
TW202338520A (en) Optical system, in particular for microlithography, and method for operating an optical system
Kim et al. Characteristics of standing-wave effect of off-axis illumination depending on two different resist systems and the polarization effect of stepper

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160728

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190725

Year of fee payment: 7